一种6061铝合金及其加工方法技术

本发明专利技术涉及一种6061铝合金及其加工方法，属金属材料领域。其加工方法包括以下步骤：对6061铝合金的原料进行熔炼、精炼，铸造，均匀化处理以及挤压。原料包括0.65‑0.7wt％的Si、0.25‑0.35wt％的Fe、0.18‑0.23wt％的Cu、0.1‑0.15wt％的Mn、0.85‑0.9wt％的Mg、0.15‑0.25wt％的Cr、0.08‑0.12wt％的Ti以及0.15‑0.2wt％的稀土铈锡，余量为Al。该加工方法简单，易操作，能有效降低6061铝合金的挤压裂纹。由此得到的6061铝合金质量好，在高达6m/min的挤压速度下不产生裂纹。

A 6061 aluminum alloy and its processing method

The invention relates to a 6061 aluminum alloy and a processing method thereof, belonging to the field of metal materials. The processing method includes the following steps: smelting, refining, casting, homogenizing and extrusion of 6061 aluminum alloy raw materials. Raw materials include 0.65 0.7wt% Si, 0.25 0.35wt% Fe, 0.18 0.23wt% Cu, 0.1 0.15wt% Mn, 0.85 0.9wt% Mg, 0.15 0.25wt% Cr, 0.08 0.12wt% Ti and 0.15 0.2wt% Ce, with residual Al. The method is simple and easy to operate, and can effectively reduce the extrusion crack of 6061 aluminum alloy. The resulting 6061 aluminum alloy has good quality and does not produce cracks at extrusion speeds up to 6m/min.

【技术实现步骤摘要】
一种6061铝合金及其加工方法
本专利技术涉及金属材料领域，且特别涉及一种6061铝合金及其加工方法。
技术介绍
6061铝合金具有中等强度、良好的抗腐蚀性能和优良的成型性能、可焊、低成本等优点，在航天航空、汽车、建筑等领域得到广泛的应用。但6061铝合金在挤压成型材，易开裂，特别对于中空型材，在型材内壁易出现挤压裂纹。为降低该类铝合金的开裂现象，通常的做法是通过降低挤压速度来改善6061铝合金挤压裂纹现象，但降低挤压速度影响生产产能，降低生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种6061铝合金的加工方法，该加工方法简单，易操作，能有效降低6061铝合金的挤压裂纹。本专利技术的第二目的在于提供一种由上述加工方法加工而得的6061铝合金，该铝合金质量好，在55MN挤压机高达6m/min的挤压速度下不产生裂纹。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：本专利技术提出一种6061铝合金的加工方法，包括以下步骤：对6061铝合金的原料进行熔炼、精炼，铸造，均匀化处理以及挤压。原料包括0.65-0.7wt％的Si、0.25-0.35wt％的Fe、0.18-0.23wt％的Cu、0.1-0.15wt％的Mn、0.85-0.9wt％的Mg、0.15-0.25wt％的Cr、0.08-0.12wt％的Ti以及0.15-0.2wt％的稀土铈锡，余量为Al。本专利技术还提出一种由上述加工方法加工而得的6061铝合金。本专利技术较佳实施例提供的6061铝合金及其加工方法的有益效果包括：本专利技术较佳实施例提供的6061铝合金加工方法中通过合理配置合金成分，降低Mg元素含量，调整强化相Mg2Si含量，同时通过控制Fe、Mn和Cr元素含量，细化晶粒，改善金属化合物结构，提高合金塑性。并且，在原料中加入铈锡混合稀土元素，一方面能够控制强化相Mg2Si的析出，降低材料的硬度；另一方面能与铝形成共晶系，使合金的晶粒得到细化，消除6061铝合金铸锭组织中的粗大共晶化合物，改善析出物的形状；再者，通过加入铈锡混合稀土元素，还可在合金的晶内析出部分粒状或短棒状的相态，该相态在起到弥散强化作用的同时还能减少对基体的割裂作用，从而提高铝合金的力学性能。此外，铈锡混合稀土元素还具有良好的精炼和净化作用，能够有效的除去氧、硫和氢等元素。本专利技术较佳实施例提供的6061铝合金的加工方法简单，易操作，能有效降低6061铝合金的挤压裂纹。由此得到的6061铝合金质量好，在高达6m/min的挤压速度下不产生裂纹。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术试验例1中实施例5的6061铝合金中空型材断面的结构示意图；图2为本专利技术试验例1现有技术中6061铝合金的表面在挤压速度为2.8m/min的条件下的挤压裂纹图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的6061铝合金及其加工方法进行具体说明。本专利技术实施例所提供的6061铝合金的加工方法，包括以下步骤：对6061铝合金的原料进行熔炼、精炼，铸造，均匀化处理以及挤压。上述原料包括0.65-0.7wt％的Si、0.25-0.35wt％的Fe、0.18-0.23wt％的Cu、0.1-0.15wt％的Mn、0.85-0.9wt％的Mg、0.15-0.25wt％的Cr、0.08-0.12wt％的Ti以及0.15-0.2wt％的稀土铈锡，余量为Al。较佳地，上述原料包括0.67-0.68wt％的Si、0.28-0.32wt％的Fe、0.2-0.22wt％的Cu、0.12-0.14wt％的Mn、0.86-0.88wt％的Mg、0.18-0.22wt％的Cr、0.09-0.11wt％的Ti以及0.17-0.18wt％的稀土铈锡，余量为Al。更较地，上述原料包括0.675wt％的Si、0.3wt％的Fe、0.21wt％的Cu、0.13wt％的Mn、0.87wt％的Mg、0.2wt％的Cr、0.1wt％的Ti以及0.175wt％的稀土铈锡，余量为Al。其中，Si元素主要由铝硅中间合金提供，Cu元素主要由铜板提供，Mn元素主要由铝锰中间合金提供，Mg元素主要由镁锭提供，Cr元素主要由铝铬中间合金提供，Ti元素主要由铝钛中间合金提供，稀土铈锡为稀土铈与稀土锡的混合元素，其主要由铝稀土中间合金提供，Al主要由铝锭提供。专利技术人发现，6061铝合金挤压过程容易出现裂纹与其流动性差有较大关系，本专利技术实施例通过合理配置合金成分，降低Mg元素含量，调整强化相Mg2Si含量，同时通过控制Fe、Mn和Cr元素含量，增加Al的含量，细化晶粒，改善金属化合物结构，提高合金塑性。并且，以铝铈锡中间合金形式添加的铈锡混合稀土元素，能够进一步改善6061铝合金塑性和流动性。具体地，在原料中加入铈锡混合稀土元素，一方面能够控制强化相Mg2Si的析出，降低材料的硬度；另一方面能与铝形成共晶系，使合金的晶粒得到细化，消除6061铝合金铸锭组织中的粗大共晶化合物，改善析出物的形状；再者，通过加入铈锡混合稀土元素，还可在合金的晶内析出部分粒状或短棒状的相态，该相态在起到弥散强化作用的同时还能减少对基体的割裂作用，从而提高铝合金的力学性能。此外，铈锡混合稀土元素还具有良好的精炼和净化作用，能够有效的除去氧、硫和氢等元素。值得说明的是，通过加入铈锡混合稀土元素，能够降低挤压过程中的压力和挤压时间，提高挤压速度，提高挤压生产效率，但同时却能保持较好的品质，无挤压裂纹出现。可参照的，向熔炼炉中投入铝锭，并加入铝硅、铝锰、铝铬、铝稀土中间合金，然后再加入镁锭、铝钛合金和纯铜。由于稀土元素难熔，将其以稀土以中间合金形式加入即可在较低的温度下进行熔炼，从而可防止金属过热、缩短熔炼时间、减少金属烧损以及减少熔炼过程中的能量消耗的作用。按上述顺序投入各物料，一方面可减少易烧损金属与空气接触的时间，使其具有较高且稳定的实收率，另一方面有利于各元素之间的反应，控制强化相Mg2Si的析出，提高6061铝合金的塑性和流动性。可参考地，本专利技术实施例中熔炼温度可以为740-760℃。熔炼温度过高会使金属液氧化，部分合金元素烧损严重；熔炼温度过低会使金属液得不到充分熔化。在上述熔炼温度范围下，本专利技术实施例中的各原料能够得以充分熔化，得到铝液。精炼包括于熔炼后所得的铝液中加入精炼剂炼制15-20min，以达到去气和除渣的作用，从而使铝合金的纯净度较高。可选地，本专利技术实施例中的精炼剂可以为气体精炼剂，也可以为熔剂精炼剂。其中，气体精炼剂可包括氮气、氯气和氩气中的至少一种。其可在进入铝水之前发散变成弥散的小气泡，随着大量气泡在铝水中弥散和上移，可带走铝水中的氢气泡和小颗粒杂质，从而达到精炼的目的。熔剂精炼剂的主要成分可包括氯盐、硝酸盐或其它无机盐以及它们的混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种6061铝合金的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：对6061铝合金的原料进行熔炼、精炼，铸造，均匀化处理以及挤压；所述原料包括0.65‑0.7wt％的Si、0.25‑0.35wt％的Fe、0.18‑0.23wt％的Cu、0.1‑0.15wt％的Mn、0.85‑0.9wt％的Mg、0.15‑0.25wt％的Cr、0.08‑0.12wt％的Ti以及0.15‑0.2wt％的稀土铈锡，余量为Al。

【技术特征摘要】
1.一种6061铝合金的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：对6061铝合金的原料进行熔炼、精炼，铸造，均匀化处理以及挤压；所述原料包括0.65-0.7wt％的Si、0.25-0.35wt％的Fe、0.18-0.23wt％的Cu、0.1-0.15wt％的Mn、0.85-0.9wt％的Mg、0.15-0.25wt％的Cr、0.08-0.12wt％的Ti以及0.15-0.2wt％的稀土铈锡，余量为Al。2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，所述原料包括0.67-0.68wt％的所述Si、0.28-0.32wt％的所述Fe、0.2-0.22wt％的所述Cu、0.12-0.14wt％的所述Mn、0.86-0.88wt％的所述Mg、0.18-0.22wt％的所述Cr、0.09-0.11wt％的所述Ti以及0.17-0.18wt％的所述稀土铈锡，余量为所述Al。3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，所述原料包括0.675wt％的所述Si、0.3wt％的所述Fe、0.21wt％的所述Cu、0.13wt％的所述Mn、0.87wt％的所述Mg、0.2wt％的所述Cr、0.1wt％的所述Ti以及0.175wt％的所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程仁策，张涵源，程仁寨，张洪辉，肖栋，赵海滨，郑卓阳，张启东，隋信增，赵巍，史春丽，曲信磊，李铸铁，姜林，
申请(专利权)人：山东南山铝业股份有限公司，航鑫材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37